粒子線治療は、腫瘍に対して高い局所集中性をもつ線量分布を実現し、周囲の正常組織への線量を最小限に抑えながら高精度な照射を可能にします。しかし、その治療精度は、計画通りの位置に粒子線が正確に照射されることに依存しています。
患者の体位のわずかな変動、解剖学的変化、あるいは物理的不確実性によっても、実際のビーム飛程や線量分布に影響が生じる可能性があります。直接的な検証が行われなければ、これらの偏差は検出されないままとなる場合があります。
粒子線が組織と相互作用すると、その経路に沿って短寿命の陽電子放出核種が生成されます。これらは陽電子放出断層撮影（PET）によって検出可能であり、実際に照射されたビーム分布の可視化が可能です。
PETで測定された放射能分布を、治療計画から予測される分布と比較することで、治療が意図通りに実施されたかどうかを検証することができます。
これがPETによる粒子線検証システムすなわちin-beam PET検証の基本原理です。
Qualyscan®は、粒子線治療の照射検証を目的として開発されたin-beam PETシステムです。治療用ベッド上に容易に設置できる設計となっており、陽子線または重粒子線照射直後の放射能分布を測定することが可能です。
主要な粒子線治療施設および研究機関との密接な共同開発を通じて設計され、治療室特有の高放射線環境下でも安定して動作するよう最適化されています。高感度検出器技術、高速データ取得エレクトロニクス、専用再構成ソフトウェアを組み合わせることで、治療ビームで生成される放射能分布の高精度測定を実現しています。
粒子線検証特有の要件に対応するため、高い検出効率と迅速なデータ取得性能を備え、照射後の遅延を最小限に抑えた放射能イメージングを可能にしています。また、さまざまな治療室レイアウトやビーム照射システムに対応できる柔軟な検出器配置構成に対応しています。
専用ソフトウェアプラットフォームにより、PETによる放射能分布の取得、再構成、可視化、解析を一貫して実行できます。これらの測定結果は、治療計画やシミュレーションツールから予測された放射能分布と比較可能であり、治療検証および研究用途を支援します。
Qualyscan®は、ビーム照射の独立した検証を可能にし、高精度粒子線治療のさらなる発展を支援します。
Qualyscan®は、メーカーに依存しないPETによる粒子線検証システムとして設計されており、各種陽子線・重粒子線照射システムを備えた粒子線治療室への統合が可能です。
臨床粒子線治療環境において、以下の施設で導入・運用されています。
これらの導入実績は、Qualyscan®が照射システムから独立して動作し、複数の粒子線治療プラットフォームに対応可能であることを示しています。
治療ビームで生成された放射能分布を測定し、参照データと比較することで、粒子線照射性能の包括的なエンドツーエンド検証を実現します。
治療計画、シミュレーション、コミッショニングデータから得られる参照分布と、PETで測定された放射能分布を直接比較できます。
ビーム飛程、空間的照射位置、放射能分布の偏差を特定可能で、QAおよびコミッショニング、精度検証を支援します。
不均質ファントムや人体模擬ファントムなど、さまざまなファントムを用いて非侵襲的な放射能分布測定が可能です。
水平方向・垂直方向に限定されず、任意方向からのビーム照射に対応します。
CT参照データとの統合により、PETによる放射能分布の空間的・定量的解析が可能です。
| トロリー搭載検出器 | 110 cm × 110 cm × 高さ165 cm |
| 半円形検出器 | 外径103 cm、内径73 cm |
| 検出器 | 約57 kg |
| トロリー＋コンピュータ | 約62 kg |
| 総重量 | 約120 kg |
| 核種 | 半減期 | 10秒あたり信号減衰 |
|---|---|---|
| 11C | 1219.8秒 | 0.6% |
| 15O | 122秒 | 5.5% |
| 13N | 598.2秒 | 1.15% |
各治療室の幾何学構成や検証要件に応じた対応が可能。複数ベンダーの粒子線治療システムに対応。
